وظایف پژوهشگاه به عنوان بازوی تحقیقاتی سازمان ملی استاندارد، عبارتند از:
1. راهبری و اجرای پژوهشهای کاربردی و توسعه ای مورد نیاز نظام استانداردسازی جهت بالابردن کیفیت و افزایش کارآیی و بهبود روش های تولید و خدمت رسانی
2. ایجاد آزمایشگاه های پژوهشی مورد نیاز (مستقل و یا با مشارکت دانشگاه ها و مراکز علمی- پژوهشی و پارک های علمی-فناوری) جهت انجام وظایف پژوهشی محوله و اداره ی آزمایشگاه های مرجع سازمان ملی استاندارد، جهت ارائه خدمات آزمایشگاهی لازم برای انجام و پیاده سازی آزمون های مختلف، صحت سنجی آن ها، و تطبیق نمونه کالا با استانداردهای مربوط
3. نقش آفرینی در تدوین استانداردهای پژوهش محور و استانداردهای ملی، منطقه ای و بین المللی، انجام مطالعات تطبیقی در حوزه های مرتبط با استانداردسازی، تدوین مقررات فنی و استانداردهای تخصصی مورد نیاز سازمان ملی استاندارد
4. همکاری با سازمان ملی استاندارد در ارزیابی و تایید صلاحیت نهادهای ارزیابی انطباق نظیر: شرکت های بازرسی، نهادهای صدور گواهینامه و آزمایشگاه های آزمون، برسنجی و تشخیص طبی
5. همکاری با سازمان ملی استاندارد، در ادارۀ دبیرخانه کمیته های متناظر سازمانهای جهانی استاندارد(ISO)، کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC)، کمیسیون کدکس غذایی (CODEX) و سازمان بین المللی اندازه شناسی قانونی (OIML)
6. ارائه خدمات آموزشی، راهبری، نظارتی، علمی و فنی در مورد سامان های مدیریتی، تدوین و ارائه گزارش تاییدیه و گواهینامه های مورد نیاز صنایع و تضمین کیفیت سامانه ها
7. بهره گیری از توان علمی و پتانسیل دانشگاه ها، مراکز پژوهشی، صنایع و سایر سازمان های ارائه دهنده خدمات، در راستای حل مشکلات کلیدی و اولویت دار کشور و ارتقای کیفیت، در چارچوب برنامه راهبردی و برنامه عملیاتی مصوب پژوهشگاه
8. تلاش در ایجاد زمینه برای استفاده کارآمد از ظرفیت های دانشگاه ها، مراکز علمی و پژوهشی و پارک های علم و فناوری، شرکت های دانش بنیان، اعضای هیات علمی و خبرگان و متخصصان
9. جذب و پرورش نیروهای متخصص و به کارگیری خبرگان و محققان به منظور انجام فعالیت های استانداردسازی و توسعه کیفیت در کشور
10. تهیه محتوای فنی و تخصصی، برنامه ریزی و اجرای دوره های آموزش های کاربردی (دوره های تخصصی کوتاه مدت، سمینارها و کارگاه های تخصصی) غیر مقطع دار، با استفاده از ظرفیت مراکز علمی و آموزشی داخل و خارج کشور
11. انتشار مجله، کتاب، جزوه آموزشی، تولید نرم افزار، و برنامه های رایانه ای در راستای اهداف سازمان ملی استاندارد طبق ضوابط و مقررات مربوط.
12. برگزاری همایش های ملی و بین المللی مورد نیاز نظام استانداردسازی و توسعه کیفیت در کشور
13. انجام سایر وظایف محوله از طرف سازمان ملی استاندارد و بر اساس قوانین و مقررات مربوطه.